Pemetaan Bahan Organik Tanah

7/26/2019 Pemetaan Bahan Organik Tanah

1/11

MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002

PEMANFAATAN TEKNOLOGI PENGINDERAAN JAUH UNTUK

PEMETAAN KANDUNGAN BAHAN ORGANIK TANAH

Bangun Muljo Sukojo dan Wahono

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi SepuluhNopember, Kampus ITS Sukolilo, Surabaa !"###, Indonesia

E - m a il : ba n g nm ! " #a$.n % & .i$

Abstrak

In$ormasi tentang kandungan bahan organik %B&' diperlukan untuk pemantauan dan pengelolaan lingkungan sertadigunakan dalam praktek budidaa tanaman( )alam penelitian ini dicobakan untuk memetakan kandungan bahanorganik tanah di daerah Malang Selatan dengan menggunakan teknik penginderaan jauh %inderaja'( )ata inderaja angdigunakan adalah citra Lan$!a& TM 'T(%ma&i) Ma**%#+ %ban$ #, *, +, , -, .'( dan dipilih area ang memiliki nilai

N#mali%$ Di%#%n)% Sil In$%/ %NDSI' lebih dari ",+( )atag#n$-&( diperoleh dengan menganalisis kandunganB& dan contoh/contoh tanah dengan menggunakan metode Bla)-1al%2( 0asil analisis menunjukkan bah1a

penggunaan nilai derajat keabuan dan citra asli dapat digunakan untuk menduga kandungan bahan organik tanah(Penerapan persamaan regresi dengan menggunakan nilai derajat keabuan citra asli untuk menduga kandungan bahanorganik tanah memperlihatkan bah1a tanah di daerah penelitian umumna memiliki kandungan bahan organik sedang%meliputi !+,#23 dari luas area penelitian'(

Abstract

Application o R!"ot! #!nsin$ or Mappin$ #oil Or$anic Matt!r %ont!nt& In$ormation organic content isimportant in monitoring and managing the en4ironment as 1ell as doing agricultural production acti4ities( Thisresearch tried to map soil organic content in Malang using remote sensing technolog( The research uses ! bands o$data captured b 5andsat TM %Thematic Mapper' satellite %band #, *, +, , , .'( The research $ocuses on pi6elsha4ing Normali7ed )i$$erence Soil Inde6 %N)SI' more than "(+( 8round/truth data 1ere collected b analsingorganic content o$ soil samples using Black/Walke method( The result o$ analsis sho1s that digital number o$original satellite image can be used to predict soil organic matter content( The implementation o$ regression e9uation in

predicting soil organic content sho1s that !+(#23 o$ research area contains o$ organic in a moderate categor(

K%24#$!: #%m&% !%n!ing, ma**ing, !il #gani) ma&&%#

)n&%n&

'& P!n(a)*l*an seringkali dijadikan sebagai indikator umum kesuburantanah(

Bahan organik merupakan komponen tanah ang sangat

erat berkait dengan kualitas tanah, dan karena itu Kandungan bahan organik tanah juga dapat dijadikanmerupakan komponen penting dalam sistem pertanian(Bahan organik tanah sangat berperan sebagai $aktor

pengendali %#%gla&ing a)' dalam proses/prosespenediaan hara bagi tanaman :#; dan mempertahankanstruktur tanah melalui pembentukan agregat tanah angstabil, penediaan jalan bagi pergerakan air dan udaratanah, penentu kapasitas serapan air, pengurangan

sebagai indikator tingkat erosi tanah( Ketika terjadierosiang meningkat, bagian/bagian horison permukaanhilang terba1a erosi, termasuk bahan organik tanah jugahilang( Masalah ini biasana terjadi dalam kisaran areaang luas sehingga sesuai untuk diamati dengan teknik

penginderaan jauh %inderaja' dengan menggunakansatelit(

bahaa erosi, penangga %b%#ing' pengaruh pestisida,dan pencegahan pencucian hara %ni%n& l%a)(ing'( Memperhatikan bah1a keberadaan bahan organik dapat

Karena itu, keberadaan bahan organik dalam tanah menjadi indikator penting bagi identi$ikasi kerusakan

#"*
mailto:E-mail:[email protected]:E-mail:[email protected]


2/11

MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002 #"+

lahan karena erosi sekaligus sebagai indikatorkesuburan lahan maka penggunaan teknik inderaja akansangat menguntungkan aplikasi budidaa pertanian%!i&%-!*%)ii) a#ming' dan konser4asi lahan(

Penelitian ini dimaksudkan untuk menguji teknik

penginderaan jauh dengan menggunakan citra Lan$!a&T(%ma&i) Ma**%# 'TM+ untuk memetakan sebaranbahan organik tanah(

+& M!to(! P!n!litian

Salah satu persoalan ang dihadapi dalam mempelajarikarakteristik tanah dengan teknik penginderaaan jauhadalah kenataan bah1a ragam ciri spektral tanah lebihkecil dibandingkan dengan ragam ciri spektral tutupandi atasna( Mag%llan

i%l$5# V9, digunakan untuk> %i' penentuankoordinat tanah titik/titik kontrol untuk perbaikangeometri citra dan %ii' penentuan koordinat tanahdari titik/titik pengambilan contoh tanah(

@ Peralatan/peralatan untuk pengambilan contoh tanah%*l2bag' dan analisis laboratorium %tetrimetri set'(

)ata ang digunakan dalam penelitian ini dapatdikelompokkan menjadi dua, aitu> data primer dan datasekunder( )ata primer terdiri dari>

@ Satu set citra Lan$!a& TM %ban$ #, *, +, , -, .'pengambilan September #.(

@ Pengukuran kandungan bahan organik di

laboratorium( ?nalisis kadar bahan organik contohtanah dilakukan di laboratorium denganmenggunakan metode 1al%2-Bla)(

)ata sekunder terdiri atas peta topogra$i dan tematik

1ilaah Kabupaten Malang dengan skala #>-"("""

%disusun dan diterbitkan oleh Balai Cehabilitasi 5ahan

dan Konser4asi Tanah )?S Brantas tahun #2'(

Penentuan lokasi pengambilan contoh dilakukan secaraacak dengan bantuan citra NDSI( Pengacakan hanadilakukan pada posisi piksel ang memiliki nilai NDSI=

",+, aitu piksel dari lahan ang tanahna cukup terbuka

hingga terbuka penuh( Pengambilan contoh di lapangandilakukan dengan bantuan peralatan 8PS dan citraNDSI = ",+ ang telah di/>%#la2-kan dengan petaadministrati$ sehingga memudahkan pencarian( Ditra

NDSI dilakukan dengan menggunakan persamaanberikut>:*;

NDSI E %ban$ - ban$ ' A %#'%ban$ - G ban$ '(

%#!alT#an!%# M%#)a' dengan $a&m W8S2( )engandemikian diperoleh re$erensi lokasi ang sama antara

peta, citra, dan peralatan G5S( Dontoh tanah, dengan4olume kurang lebih ",- liter diambil + cm dari lapisan

bagian atas tanah(

Penelitian dilakukan dengan melibatkan semua ban$pada citra tersebut kecuali ban$ ! %khas untuk &(%#mal'(Ditra ang digunakan telah mengalami koreksiradiometrik %le4el #' sehingga tidak diperlukan lagiuntuk melakukan koreksi tersebut( Pemrosesan citraang dilakukan berturut/turut adalah sebagai berikut>#( Perbaikan kontras(

Perbaikan dilakukan terhadap masing/masing ban$ang dilibatkan dalam penelitian( Pemilihanmetode perbaikan kontras dilakukan secara coba/coba dari berbagai metode ang tersedia pada

perangkat lunak Dim*l% 3.0 %Lini%#, 5i%)%4i!%Lin%a#, S(i&, E@ali%, Ga!!ian, danE/*n%n&ial'( Perlakuan coba/coba jugadilaksanakan dalam penentuan berbagai parameterdari masing/masing metoda tersebut( Selanjutnadipilih metode dan parameter ang memberikanhasil 4isual terbaik( )alam perangkat lunak

Dim*l% 3.0 penetapan metode perbaikan kontras%)na!& !%&)(ing' tidak mempengaruhi nilaiasli dari citra, sehingga


3/11

#", MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002

citra asli tetap dapat digunakan untuk analisisAperhitungan lebih lanjut(

*( Penusunan komposit RGB %R%$-G#%%n-Bl%'(

Setelah citra diperbaiki kekontrasanna maka dapat

dilakukan penusunan berbagai komposit ang

diperlukan( Pada umumna komposit ang disusundari ban$-ban$ dengan tampilan 4isual kekontrasan

terbaik juga memberikan tampilan 4isual ang

terbaik( Namun demikian dimungkinkan untuk

memperbaiki kekontrasan komposit RGB baik

secara keseluruhan maupun dengan mengubah

kekontrasan masing/masing ban$ tunggal

penusunna( Perbaikan tampilan 4isual juga

dilakukan terhadap citra komposit dengan

melakukan manipulasi histogram mode 8M

%82an-Mag%n&a-%ll4' atauIS %%-Saa&in-

In&%n!i&2'(+( Koreksi geometrik(

Koreksi geometrik dilakukan dengan menggunakanmetode titik kontrol %G#n$ 8nl 5in& M$%l'(Berdasarkan metode ini, harus dicari sejumlah titikang dapat dikenali dengan baik pada citra maupun

peta ang digunakan sebagai dasar penentuankoordinat(

Tujuan dari analisis statistik adalah untuk mencari

hubungan antara ciri/ciri $isika dan kimia tanah %ang

di1akili oleh kandungan bahan organik' dengan ciri/ciri

spektralna( Karena dalam penelitian ini diharapkan

diperoleh sebaran kandungan bahan organik tanah,

maka hal itu berarti menguji kemampuanLan$!a& TM

untuk membedakan tanah dengan ciri kimia dan $isika

ang mirip( Karena diduga tutupan lahan oleh 4egetasi

sangat mempengaruhi re$lektan tanah maka analisis

diarahkan hana pada tanah/tanah ang cukup terbuka,

aitu ang memiliki nilai NDSI lebih besar atau sama

dengan ",+(

?nalisis statistik dibagi menjadi dua bagian( Pertama,dilakukan prosedur/prosedur untuk mengeliminasiotokorelasi antar 4ariabel, menggunakan ?nalisisKomponen


4/11

MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002 #"-

Citra Landsat TMPeta topografi

& tematik

Koreksi radiometrik &

geometrik, Perbaikan kontras

& spasial

Digitasi &transformasi koordinat

Citra terkoreksiCitra

Komposit Overlaying

Normalisasi

Citra

Klasifikasi

multispektral

nterpretasi

!isual

Transformasi

Citra tutupan

la"an

ndek Tana" PengambilanConto" tana"

CitraND#

Transformasi

PC$

$nalisa

kandungan %a"an

Organik

Model Penduggaan

Kandungan %O

Citra DistribusiKandungan %O Tana"

Overlaying

Peta Kandungan Bahan

Organik Tanah

Ga"bar '& Dia$ra" alir p!n!litian


5/11

#"! MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002

Ga"bar +& %itraNDSI -s!t!la) "!n$ala"i p!rbaikan kontras "!n$$*nakan "anip*lasi )isto$ra"(!n$an "!to(! Gaussian (!n$an , stan(ar (!.iasi/&

ND#'()OLOL #*ript untuk menentukan piksel area penelitian

imagesND# +Citra ND#+ input ,

ND#'( +ND# - ')(+ output ,operations

ND#'( .if / ND# 0 ')( 1 t"en

' ,else

2,

endif ,

Ga"bar ,& IOL Script *nt*k "!"b*at citra bin!r ar!a p!n!litian 0an$ "!"iliki nilaiNDSI 1 23,(

Tab!l '& #tatistik %itra Ar!a P!n!litian

Minimum Cerata Maksimum Simpangan Baku

N)SI J ",+ %#-.#.* pikselH #,#-2G""2m*' %!",-#3 dari citra'

Band #. -2,*2.! + ,#+.!

Band - 2 !+,#-2"! ##2 #",#.-#

N)SI ",+ %#"*-2 pikselH ,*++"#G"".m*' %+,3 dari citra'

Band #. -#,+*!+ 2! .,*#22

Band - * 2",*#!.# #+# #+,!.#


6/11

MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002 #".

Setelah contoh tanah dianalisis kandungan bahanorganikna diperoleh hasil sebagaimana disajikan padaTabel *(

Berdasarkan posisi titik/titik pengamatan angditampilkan pada Tabel * selanjutna dicari nilai/nilai

derajat keabuan %$igi&al nmb%#' dari piksel/piksel ang

bersesuaian koordinatna( 0asil pengamatan terhadap

nilai derajat keabuan dari citra asli dan hasil

trans$ormasi 58A %5#in)i*al 8m*n%n& Anal2!i!'

disajikan pada Tabel +(

Ga"bar 4& %itra 0an$ "!n$$a"barkan ar!a p!n!litian -5arna $!lap3 NDSI 1 23,/& TP6' sa"pai TP67 a(ala) titik

p!n$a"atan lapan$an ' sa"pai 7&

Tab!l +& Hasil P!n$a"atan Kan(*n$an Ba)an Or$anik Pa(a Titik6Titik P!n$a"atan (i Lapan$an

TitikPengamatan

P&SISI %8eogra$is' P&SISI %


7/11

#"2 MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002

Berdasarkan hasil pengamatan sebagaimana disajikanpada Tabel + disusun model pendugaan kandunganbahan organik tanah dengan menggunakan metoderegresi linier berganda( 0asil analisa regresi linier

berganda dengan menggunakan nilai derajat keabuancitra asli sebagai 4ariabel bebas disajikan pada

Tabel a c(

)ari Tabel dapat dirumuskan bah1a model pendugaankandungan bahan organik adalah>

E +(. G "(-.# # G ", !*! * #(*!#*.+ G "(!*. "(!!+*2 - G #(#""-* !%#'

dimana,# E )erajat Keabuan pada band #* E )erajat Keabuan pada band *+ E )erajat Keabuan pada band + E )erajat Keabuan pada band - E )erajat Keabuan pada band -

! E )erajat Keabuan pada band .(

Tingkat signi$ikansi model ang diperoleh sebesar ",#

menunjukkan bah1a model ang disusun dengan

menggunakan nilai derajat keabuan dari citra asli

memiliki kepercaaan hingga 2"3( 0al ini berarti

tingkat kesalahan pendugaan dengan menggunakan

Tab!l ,& Hasil P!n$a"atan Nilai D!ra8at K!ab*an Piks!l %itra Asli Pa(a Posisi Titik P!n$a"atan

TP Ditra ?sli 0asil PD? terhadap seluruh band Nilai )erajatkeabuan pada band

# * + - . PD# PD* PD+ PD PD- PD! PD# PD* PD+

# 2+ 2+ -. +- -" !- #*! *. .# *++ *" *- #.* #+" #+#

* . . -- +* + -- #+! # ! **. *- *- #.. ##* ##"

+ .2 .2 - ++ * - #-- *+ - **. * " **+ #" ##

.! .! # +# - - #+* ++ ! **. ** " #2- ## ##2

- .2 .2 -* +* #+ # !# ** ** *- #2. #"- #*#

! .. .. -- +* +2 2 # # -* **! *- # *". ##*

. .- .- -* *2 +! 2 #++ *" -* ** *! *- ## #"+ ##.

2 2# 2# !" + * -- #-! *+ -! **! *! # ** ### ##!

Tab!l 4& Analisis R!$r!si Mo(!l P!n(*$aan Kan(*n$an Ba)an Or$anik M!n$$*nakan 9ariab!l P!n(*$a %itra Asli

a& #tatistik R!$r!si

C Berganda ",.".C

*",2*

8alat Baku ",+*+!

Pengamatan 2

b& Analisa Ra$a" -Analysis of Variance/

$b CK KT Signiian!i

Cegresi ! #.,-#!2+ *,#.# #-,!#2-+ ",##+#*

Sisa # ",#2!* ",#2!*+

Total . #.,."+.-

Keterangan > db > derajat bebas, LK > Lumlah kuadrat, KT > Kuadrat Tengah %M%an S@a#%'

c& Ko!isi!n R!$r!si

K%i!i%nGala& Ba

& S&a&i!&i5

Konstanta/+,.

!,"-."./!,-**!

","!.-#


8/11

MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002 #"B

model tersebut lebih kecil dari *"3( Berdasarkan nilai5 %probabilitas' pada Tabel juga dapat diketahuibah1a ban$ + memiliki peluang kesalahan pendugaanterkecil %2,+#3' sementara ban$ . memiliki peluangkesalahan pendugaan terbesar %#2,*!23'( )engandemikian dapat disimpulkan bah1a peluang kesalahan

pendugaan dari 4ariabel/4ariabel tunggal secara umumlebih kecil dari *"3( Berdasarkan in$ormasi tersebut,model pendugaan kandungan bahan organik tanah angdisusun dengan menggunakan nilai derajat keabuancitra asli memberikan hasil ang cukup dapat diterima

berdasarkan pertimbangan bah1a> nilai re$lektan angdicatat oleh piranti satelit sangat dipengaruhi oleh$aktor/$aktor ang tidak dapat dikontrol %misalnacuaca'(

)ari statistik ang ditampilkan pada Tabel a dapatdiketahui bah1a model pendugaan ang dihasilkantersebut dapat menjelaskan ragam hingga 2,* 3

%R*'( Meskipun nilai R

*tersebut dapat dikategorikan

tinggi %lebih dari -3', namun pada pemodelan regresi

dengan banak 4ariabel penduga justru dapat dilihatsebagai indikator adana kondisi multi/kolinearitasantar 4ariabel penduga :+;( Fenomena multi/kolinearitasini sebenarna merupakan gejala ang umum pada datacitra multispektral sepertiLan$!a& TM :;(


9/11

##" MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002

Tab!l


10/11

MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002 ###

)ari peta hasil pemrosesan sebagaimana digambarkanpada 8ambar !, secara umum dapat diketahui bah1apada daerah penelitian %aitu daerah ang memiliki nilaiNDSI J ",+' pada umumna memiliki kandungan bahanorganik dalam kategori sedang, aitu mencapai !+,#23dari seluruh daerah kajian( 0ana sedikit saja tanah

ang memiliki kandungan bahan organik tinggi %",#-3'atau sangat rendah %",++3'( Pada Tabel - disajikansecara lengkap ringkasan sebaran kandungan bahanorganik tanah(

)ari peta ang ditampilkan pada 8ambar !( juga dapatdiketahui bah1a daerah perbukitan ang menjadi

pembatas antara ka1asan kurang subur di Malangselatan dengan daerah subur di sebelah utara memilikikandungan bahan organik ang rendah( )aerah

perbukitan kurang subur ini membentang dari desa

Putukrejo, Sumberpetung, Tlogorejo, Sumberrejo,Karangsari dan Pringgodani( )aerah luas lain angmemiliki tanah dengan kandungan bahan organik angrendah adalah desa Pandanrejo( )aerah/daerah lainnasecara umum kandungan bahan organik tanahna

berada pada kisaran agak rendah dan agak tinggi(

Ga"bar


11/11

##* MAKARA, TEKNOLOGI, VOL. 6, NO. 3, DESEMBER 2002

Tab!l ;& L*as Da!ra) P!n!litian -B!r(asarkan NilaiNDSI/

Uraian J*"la) Piks!l L*as -= '22 Ha/ > L*as

NDSI J ",+ #-.#.* ##,-2 !",-#3

NDSI E ",+ #"*-2 *,++"# +,3

Tab!l 7& L*as (a!ra) p!n!litian b!r(asarkan k!las kan(*n$an BO

K!las Kan(*n$an BO ->/ J*"la) Piks!l L*as -= '22 Ha/ > L*as

Sangat Cendah J + +" ",+"! ",++3

Cendah + / ! +2.2 +,"* +,.23

?gak Cendah ! / #2+2# #!,-* #.,*3

Sedang / #* !2#- -2,+++- !+,#23

?gak Tinggi #* / #- #-"*- #+,-**- #,!-3

Tinggi #- #-" ",#+- ",#-3

4& K!si"p*lan

)ari hasil pengolahan data dan analisis ang telahdilakukan dapat disimpulkan bah1a>

@

Documents

Pemetaan Bahan Organik Tanah